殺虫剤作用機作
Training slide deck
IRAC MoA WorkgroupJapanese Version 1.0, September 20191

Details are accurate to the best of our knowledge but IRAC and its member companies cannot accept responsibility for how the information is used or interpreted. Protected by © Copyright作用機作とは?
殺虫剤が昆虫やダニに対して分子レベルでどのように作用するかを明らかにするものである。

作用機作の理解が何の役に立つか?

作用機作を理解することは抵抗性を管理するうえで必要不可欠である
The Insecticide Resistance Action Committee (IRAC) is a coordinatedindustry response to resistance management2

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殺虫剤の作用発現に重要な要素：ADME Absorption 取り込み
 経皮的な取り込み 摂食に伴う経口的な取り込み 気化した状態での気門からの吸入による取り込み Distribution 移行 作用点への移行

Metabolic
Enzymes Metabolism (Break down) 解毒代謝
 昆虫の持つ生体防御メカニズム

 Excretion 排泄3

Details are accurate to the best of our knowledge but IRAC and its member companies cannot accept responsibility for how the information is used or interpreted. Protected by © Copyright殺虫剤は生命維持に必要な過程を制御する
タンパク質に作用する
標的タンパク質
イオンチャネル等
結合ポケット

低分子化合物（殺虫剤等）

Insecticides act on key
functional proteins that
regulate vital processes

1. ひとつのタンパク質が低分子化合物に対する結合ポケットを複数持つ場合がある。
2. ひとつの特異的結合ポケットに対し構造の異なる複数の化合物が対応している場合がある。
4タンパク質の機
能の変化

生体反応の変化

Details are accurate to the best of our knowledge but IRAC and its member companies cannot accept responsibility for how the information is used or interpreted. Protected by © CopyrightPro-Insecticide （プロドラッグ）の概念

Pro-Insecticide

代謝酵素

Pro-Insecticide は保護基を持つためにそれ自身は標的タンパク質に対して十分な活性を示さなくても、生体内で代謝され、活性体となる。
これは以下のような手段となり得る:• 生物学的利用能(bioavailability)の改善• 選択的な毒性発現

殺虫剤

標的タンパク質5

機能変化

Details are accurate to the best of our knowledge but IRAC and its member companies cannot accept responsibility for how the information is used or interpreted. Protected by © Copyright主要な殺虫剤抵抗性メカニズム
代謝抵抗性
代謝酵素
and/or

標的タンパク質

殺虫剤

作用点変異による抵抗性
殺虫剤

標的タンパク質

6

標的の遺伝子変異により殺虫剤の結合が阻害される

標的タンパク質の構造変化

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殺虫剤の標的となる主要な機能性タンパク質

イオンチャネル
電気生理的活動に不可欠酵素

受容体
シグナル伝達

生体触媒

シグナル物質+Na+ Ca2+ K+
or Cl-

生体内の化学反応を促進する
シグナル物質と結合して反応を引き起こす

7

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殺虫剤の作用機作
主要な分類
神経伝達・筋収縮阻害
成長阻害
呼吸阻害
中腸内膜破壊
不明あるいは非特異的
8

Details are accurate to the best of our knowledge but IRAC and its member companies cannot accept responsibility for how the information is used or interpreted. Protected by © Copyrightイオンチャネルは神経筋阻害剤の重要な作用点である
Na+ Ca2+ Cl-

K+

- - -

細胞は細胞膜で囲まれており、この膜が細胞内外を二つの導電媒体として分ける絶縁体として機能している。

高分子の有機陰イオン

細胞膜を挟む不均衡な電荷の分布により細胞膜をはさんで内側が負の電荷を帯びている（膜電位）。

イオンチャネル

Na+, Ca2+or Cl-••
9

チャネルの開閉制御の違い:
チャネル開口の引き金(電位依存性, リガンド依存性等)
イオン選択性の違い:
チャネルのイオン親和性

細胞膜を貫通する細孔を形成する
タンパク質で、細胞膜を通過するイオンの移動を制御することによりシグナルを伝達する。膜電位と濃度勾配により、イオンの移動の向きが決まる。
興奮性細胞（ニューロン, 筋細胞）においてイオンチャネ
ルは長い距離にすばやくシグナルを伝えるのに重要な役割をはたしている。

Details are accurate to the best of our knowledge but IRAC and its member companies cannot accept responsibility for how the information is used or interpreted. Protected by © Copyright昆虫の神経筋機構:
刺激から(筋)反応への転換
筋組織
刺激

?

10

Details are accurate to the best of our knowledge but IRAC and its member companies cannot accept responsibility for how the information is used or interpreted. Protected by © Copyrightシグナル伝達とその調整には幾つかの異なるタイプのニューロンが関与している。
筋組織
刺激

中枢神経
神経節

神経調節ニューロン

感覚ニューロン

介在ニューロン
抑制性ニューロン

運動ニューロン

11

Details are accurate to the best of our knowledge but IRAC and its member companies cannot accept responsibility for how the information is used or interpreted. Protected by © Copyrightイオンチャネルは神経筋機構の中で様々な役割をはたしている
筋組織
中枢神経
神経節

感覚ニューロン

12

Details are accurate to the best of our knowledge but IRAC and its member companies cannot accept responsibility for how the information is used or interpreted. Protected by © Copyright神経筋阻害剤の作用点となるイオンチャネル
筋組織
中枢神経
神経節

13

Details are accurate to the best of our knowledge but IRAC and its member companies cannot accept responsibility for how the information is used or interpreted. Protected by © CopyrightTRPVチャネル：張力を検出する感覚ニューロンに見られるイオンチャネル
筋組織
中枢神経
神経節

神経調節ニューロン

Na+, Ca2+

TRPV
感覚ニューロン

介在ニューロン
抑制性ニューロン

運動ニューロン

14

Details are accurate to the best of our knowledge but IRAC and its member companies cannot accept responsibility for how the information is used or interpreted. Protected by © CopyrightTRPVチャネルは昆虫のストレッチレセプターのシグナル伝達（弦音器官）で重要な役割を果たしている
TRPV: transient receptor potential（TRP）チャネル、一過性受容器電位チャネル

刺激

感覚ニューロン

ラバーハンマーを用いた反射
テスト (膝蓋腱反射) ではスト
レッチレセプターが活性化され、そのシグナルが脊髄に伝わり、目的の筋肉に戻る。

15

•
•
•
•
•
•
•
•

視覚
味覚
臭覚
触覚
聴覚 (触角)平衡覚 (触角)
自己受容性感覚* (関節)その他

ストレッチレセプターで検出*自己受容性感覚(Proprioception）とは身体各部の相対的位置、運動の検知
昆虫は関節にかかる力を検出するストレッチレセプターを持つ

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 TRPV チャネルモデュレーターは、関節内にあり体の各部位の相対的な位置(自己受容性感覚)を感じるストレッチレセプターである弦音器官(chordotonal organ)に作用する
ＴＲＰＶモデュレーターは“分子ラバーハンマー”のように不随意な脚の展伸を生じさせる。

 TRPV チャネルは弦音ニューロンの微弱な機械受容シグナルを増幅する
1. シグナル検知

機械受容チャネル

16

2. シグナル増幅

TRPV

 殺虫剤の作用によりTRPV チャネルは 関節の動きに係わらず弦音神経シグナルを発し続ける。これにより昆虫は聴力・運動の統制を失い、すみやかに摂食を停止し、その後、飢餓により死亡する。
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Group 29:
弦音器官モジュレーター
標的部位未特定Group 9: 弦音器官TRPVチャネルモジュレーター
N

N

N
N

N
H

N

O

ピメトロジン

N
F3C
CF3

O

N
H

ピリフルキナゾン

CF3

O

O

O

O
N

F

9B ピリジン
アゾメチン誘導体

HO

O

O

O

O

N
H

OH

O

CN

N

N

アフィドピロペン

フロニカミド

9D ピロペン系

29 フロニカミド

フロニカミドおよび、より高活性であるその代謝物は弦楽器官に作用しTRPVチャネル
モデュレーターと同じ症状を示す。しかしながらフロニカミドはTRPVチャネルに直接作用するのではないと考えられており、弦音器官に別の作用点のあることが示唆される。

17

Details are accurate to the best of our knowledge but IRAC and its member companies cannot accept responsibility for how the information is used or interpreted. Protected by © Copyright神経筋阻害剤の作用点となるイオンチャネル
筋組織
中枢神経
神経節

感覚ニューロン

18

Details are accurate to the best of our knowledge but IRAC and its member companies cannot accept responsibility for how the information is used or interpreted. Protected by © Copyrightナトリウムチャネルに作用する殺虫剤
筋組織
中枢神経
神経節

神経調節ニューロン
Na+

ナトリウム
チャネル

感覚ニューロン

介在ニューロン
抑制性ニューロン

運動ニューロン

19

Details are accurate to the best of our knowledge but IRAC and its member companies cannot accept responsibility for how the information is used or interpreted. Protected by © Copyrightナトリウムチャネルは興奮細胞内におけるシグナル伝達に重要な役割を果たしている
神経軸索 はニューロンの長いケー
ブル状の部分。電気シグナルを別の細胞との結合部に伝える
Na+

ナトリウム
チャネル

電位依存性ナトリウムチャネルには電位センサーが組み込まれており膜電位の局所的な正の電位変化を検知する
この電位変化が引き金となりチャネルが開き、ナトリウムが流入する
ナトリウムの流入により膜電位がさらに正の方向に上昇し、これが隣接したナトリウムチャネ
ルを活性化する。このようにしてシグナルが神経軸索に沿って伝達される。

20

Details are accurate to the best of our knowledge but IRAC and its member companies cannot accept responsibility for how the information is used or interpreted. Protected by © Copyrightナトリウムチャネルモデュレーター・ブロッカー

ナトリウムチャネルブロッカー b

ナトリウムチャネルモデュレーター m

Closed

Open
m
Na+

•
•
•
•
21

ClosedOpen

チャネルの開口の延長
活動電位の持続時間延長
神経の再刺激と反復的なパルス発生
過度の興奮

b

m
Na+

b
Na+

•
•
•

イオン透過路の妨害
神経活動電位の遮断
麻痺

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Group 3:ナトリウムチャネルモデュレーター
O
F3C

O

Cl

O

Cl

O

O

O
F3C

O

CN

O

Cl

エスフェンバレレート

Cl

ビフェントリン
Br

O

O
F3C

Br

Cl

Cl

O
Cl

デルタメトリン

DDT

O

O

F

O

λ-シハロトリン

O

F

F3C

エトフェンプロックス

F

メトキシクロル

F

O
Cl

O

CCl3

F
O

O

O

F

O
Cl

O

O

alphacypermethrin

CCl3

CN

F3C

CN

O

ペルメトリン

O

Cl

O

O

CN
O

O

Cl

Cl

Cl

CN

O
Cl

O
F3C

CN

O

O

O
Cl

F
F

テフルトリン

3A ピレスロイド系 ピレトリン系

3B DDT メトキシクロル(代表的な化合物を例示)

Group 22: 電位依存性ナトリウムチャネルブロッカー

インドキサカルブ
F3CO

N

N
O

O

F3CO
N
H

N

N
H

N

CF3

CN

O
O

O

22A オキサジアジン

22

O

Cl

O

メタフルミゾン

22B セミカルバゾン

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筋組織
中枢神経
神経節

23

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筋組織
外部刺激

中枢神経
神経節

神経調節ニューロン

感覚ニューロン
Acetylcholine

介在ニューロン
抑制性ニューロン
Na+, Ca2+

nAChR

24

運動ニューロン

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神経伝達物質
アセチルコリン等の神経伝達物質が興奮性細胞（ニューロン、筋細胞等）の間隙（シナプス）でシグナルを伝達する

Na+, Ca2+

アセチルコリンを含む小胞•

昆虫の中枢神経系のほとんどの興奮性シナ
プスではアセチルコリンが神経伝達物質として機能している•

シナプス小胞に蓄えられたアセチルコリンが神経インパルスに反応して放出され、これがシナプス後膜のnAChRを活性化する

25

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過度の興奮
and/or
抑制性麻痺症状を引き起こすnAChR 競合的モデュレーター
••アセチルコリンと同じ場所に結合する
nAChRを脱感作する

ccｎACｈRアロステリック
モデュレーター••b

活性中心から離れた場所(allosteric site) に結合する
開状態のチャネルに結合し、チャネルを開状態に維持する••

Na+, Ca2+
過度の興奮 あるいは
筋収縮による麻痺を生じる
26

ｎACｈR チャネル
ブロッカー

nAChR

イオン透過路をふさぎ、イオンの流れを阻害する
アセチルコリンのシグナ
ル伝達を阻害する

筋弛緩による麻痺を生じる

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Group 4: ニコチン性アセチルコリン受容体（nAChR） 競合的モジュレーター
O

H
N

H
N
N

Cl

N

ジノテフラン

Cl

N

N

N

N

ニテンピラム
N

N

Cl
S

N

N

O

S

NO2

Cl
N

クロチアニジンチアクロプリドGroup 5: ニコチン性
アセチルコリン受容体（nAChR）
アロステリックモジュレーター
スピネトラムmajor component R = H 5,6 single- site I
minor component R = CH3, 5,6 double

4C
スルホキシイミン系

O
N
Cl

CN

スルホキサフロル

O

S
N

NO2

CN

NO2

チアメトキサム
N

N
S

N

N
N

イミダクロプリド

H
N

H
N

Cl
N

NH

N

4B
ニコチン

ニコチン

NO2

Cl

O
N

N

H
N

N

CN

アセタミプリド

F3C

H

NO2

4A
ネオニコチノイド系

Group 32: ニコチン性
アセチルコリン受容体（nAChR）
アロステリックモジュレーター
- site IIFNF

フルピラジフロン4D
ブテノライド系

トリフルメゾピリム

4E
メソイオン系

Group 14:ニコチン性アセチルコリン受容体（nAChR）チャネルブロッカー

N
O
O

O

スピノサド

O
O
H H

O
O

H
O

H

5

6

O

H

major component R = H
minor component R = CH3

O

N

R

O
O

O

O
O

5 スピノシン系

H H

O
O

H
O

H

H
R

27

O

O

GS-omega/kappa
HXTX-Hv1apeptideチオシクラムベンスルタップ

14 ネライストキシン
類縁体

カルタップ

チオスルタップナトリウム塩

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筋組織
中枢神経
神経節

28

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筋組織
外部刺激

中枢神経
神経節

神経調節ニューロン

感覚ニューロン

介在ニューロン

GABA

抑制性ニューロン

運動ニューロンCl-

GABA-Cl
29

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GABA

GABA-ClCl-

Clinhibitory
neuron• GABAは中枢神経系及び神経筋シ
ナプスにおける主要な抑制性神経伝達物質である。
• 負の電荷を持つCl- イオンの流入は興奮性シグナルを打ち消す抑制作
用を持つ30

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GABA-Cl アンタゴニスト•

イオン透過路をふさぎＣｌ－の流入を止め、チャネルの活動電位抑制作用を阻害
する。

GABA

GABA

b

GABA-Cl アロステリック
モジュレーター•

モジュレーターの結合がGABA-Clにネガティブに働き、チャネルの活動電位抑制作用を阻害するCl-

GABA-Cl

透過路のブロッカーとネガティブモジュレーターはどちらも痙攣を引き起こし死に至らしめる
31

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Group 2: GABA-Cl アンタゴニスト
Cl
Cl
Cl

O

Cl

Cl
Cl

Cl

Cl

Cl

NC

O

Cl

S

Cl

O

N

O

Cl

Cl

NC
N

NH2

N

Cl

Cl

クロルデン

O

S

Cl

S

N

Cl

NH2
Cl

フィプロニル

エチプロール

エンドスルファン

CF3

CF3

CF3

2A 環状ジエン有機塩素系

2B フェニルピラゾール系 (フィプロール系)

Group 30: GABA-Cl アロステリックモジュレーター

F3C
F
N
O

O

Br
N
H

ブロフラニリド

32

F
CF3

Cl

F3C

O

N

N
HN

O

O
Cl

CF3

メタジアミド系
イソオキサゾリン系

フルキサメタミド

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筋組織
中枢神経
神経節

33

Details are accurate to the best of our knowledge but IRAC and its member companies cannot accept responsibility for how the information is used or interpreted. Protected by © Copyrightグルタミン酸作動性塩素イオンチャネル (GluCl)に作用する殺虫剤
筋組織
外部刺激

中枢神経
神経節

神経調節ニューロン

感覚ニューロン

介在ニューロン

Glutamate

抑制性ニューロン

運動ニューロン

Cl-

GluCl
34

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Glutamate

Cl-

GluCl

• 抑制性グルタミン酸作動性塩素イオンチャネル (GluCl) は昆虫の神経細胞や筋細胞に広くみられ、抑制性神経伝達において機能してると考えられる• GluCl モジュレーターは塩素イオンの流入を活性化し、弛緩性麻痺を生じる

35

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Group 6:グルタミン酸作動性 (GluCl)アロステリックモジュレーター

major component R2 = Ethyl
minor component R2 = Methyl

アバメクチン R1 =
O

R1

H

O

O
O

O
O

O

OH

H

O

エマメクチン安息香酸塩
R1 =

H

R2
H

レピメクチンOH

ミルベメクチン

6 アベルメクチン系 ミルベマイシン系

36

major component R = Ethyl
minor component R = Methyl

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筋組織
中枢神経
神経節

37

Details are accurate to the best of our knowledge but IRAC and its member companies cannot accept responsibility for how the information is used or interpreted. Protected by © Copyrightリアノジン受容体(RyR)に作用する殺虫剤
Ca2+
外部刺激

中枢神経
神経節

神経調節ニューロン

Ca2+

RyR

感覚ニューロン

介在ニューロン
抑制性ニューロン

運動ニューロン

38

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筋組織リアノジン受容体(RyR) は筋収縮で重要な役割を担う
運動神経終末• Ca2+ イオンの筋細胞への流入が筋細胞の筋小胞体（細胞内Ca2+ 貯蔵器官）上の RyR を活性化して Ca2+を細胞質内に放出するグルタミン酸を含むシナプス小胞• Ca2+ 濃度の上昇がさらなるRyRの活性化を引き起こし Ca2+ の高濃度の放出が起こる

興奮性グルタミン
酸受容体
電位依存性
カルシウムチャネル
Ca2+

筋繊維

Ca2+
Ca2+

Ca2+ Ca

2+

Ca2+

RyR
Ca2+
Ca2+

Ca2+

Ca2+

Ca2+

Ca2+

Ca2+
Ca2+

Ca2+
Ca2+

• これが収縮性フィラメントの短縮を起こし筋細胞が収縮する• RyR モジュレーターは細胞質のCa2+の濃度と無関係にリアノジン受容体を開き、制御できない筋収縮、痙攣を生じ死に至る。

筋細胞
39

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Group 28: リアノジン受容体モジュレーター
H
N

Br

O
N

N
O

R

N
Cl

N

クロラントラニリプロール R=Cl
シアントラニリプロールR=CN

O
I

HN

S

O
H
N

O

Cl

N
N

Br

O

N

フルベンジアミド
N

HN

H
N

CF3
CF3

F

28 ジアミド系

N
N

O
H
N

NC

40

Cl

シクラニリプロール

O
O

Br

H
N

N
CF3

N
N
O

Cl

N

テトラニリプロール

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筋組織
中枢神経
神経節

アセチルコリンエステラーゼAChE
41

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アセチルコリンエステラーゼはアセチルコリンを分解してシナプスを介して送られたシグナルを止める

AChE
+

AChE

AChE 阻害剤は酵素の結合部位に結合してアセチルコリンの結合を阻害する
Na+, Ca2+

アセチルコリンを含むシナプス小胞

nAChR

AChE
AChE

+
42

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Group 1: アセチルコリンエステラーゼ (AChE) 阻害剤

O

O
N

S

N

N
H

O

O
N

O

S

O

O

N
H

S
O

O
HN

S

メチオカルブ

O
S

N

O
N

O

S

N

S

O
O

N

NO2

O

フェニトロチオン

Cl

O

Br

O

S

Cl

O

O

O
P

P

S

NH2

Methamidophos

S
P

O

O

O
P

アセフェート

オキサミル

HN

O
P

N
H

O

S

O

アルジカルブ

O

N

カルバリル

チオジカルブ

O
S

N

O

O

O
O

メソミル

O

N

ピリミカーブ

1A カーバメート系

43

S

O
P

N

カルボフラン

S
S

ClO

プロフェノホス
O
O
O

N

N

HN

O
P

N
H

O
O

Cl

クロルピリホスO(代表的な化合物を例示)

O
NH

マラチオン

ジメトエート

S

O
P

S

O

N

O

N

N

トリアゾホス

1B 有機リン系

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オクトパミン受容体
筋組織
神経調節
ニューロン

44

中枢神経
神経節

Details are accurate to the best of our knowledge but IRAC and its member companies cannot accept responsibility for how the information is used or interpreted. Protected by © Copyrightオクトパミン受容体による信号伝達
α-アドレナリン受容体様オクトパミン受容体(OctαR)
αq

γ

PIP2

PLC

β

IP3

DAG
Ca2+

Ca2+

IP3R

Ca2+

オクトパミン
受容体

Ca2+

Ca2+

Ca2+

Ca2+

Ca2+
Ca2+

ATP
αs

β
γ

Ca2+
Ca2+

Ca2+
Ca2+

cAMP

AC

• オクトパミンは神経修飾作用を持
つ神経伝達物質で、哺乳類のアド
レナリンのように全体的な興奮レ
ベルを上昇する。
• オクトパミンは放出されるとシナプス後膜にあるGタンパク質共役型受容体 （ＧＰＣＲ） に結合し、Gタンパク質 （αβγ）を介してホスホリパーゼC（ＰＬＣ）に共役して、IP3形成を誘導して細胞質内Ca2+ 放出
チャネルを活性化する。オクトパミ
ンはまた、アデニル酸シクラーゼ(AC)と共役してcAMP 産生を活性化する。
• オクトパミン受容体アゴニストはオクトパミンの機能と同様な作用を示す。

β-アドレナリン受容体様オクトパミン受容体(OctβR)
45

Details are accurate to the best of our knowledge but IRAC and its member companies cannot accept responsibility for how the information is used or interpreted. Protected by © Copyrightオクトパミン受容体アゴニスト

Group 19:
オクトパミン受容体アゴニスト

N

N

N

アミトラズ
19 アミトラズ

46

Details are accurate to the best of our knowledge but IRAC and its member companies cannot accept responsibility for how the information is used or interpreted. Protected by © Copyright神経筋阻害剤の作用点とその主要な生理学的機能

47

TRPV
ChannelSodiumChannelnAChR

GABA-Cl

GluCl

RyR

自己受容

活動電位伝搬

興奮性神経伝達抑制性神経伝達抑制性神経伝達筋収縮

アセチルコリンエステラーゼオクトパミン受容体

興奮性神経伝達興奮性神経伝達Details are accurate to the best of our knowledge but IRAC and its member companies cannot accept responsibility for how the information is used or interpreted. Protected by © Copyright

殺虫剤の作用機作
主要な分類
神経伝達・筋収縮阻害
成長阻害
呼吸阻害
中腸内膜破壊
不明あるいは非特異的
48

Details are accurate to the best of our knowledge but IRAC and its member companies cannot accept responsibility for how the information is used or interpreted. Protected by © Copyright成長・発生阻害

背景

昆虫の骨格は外骨格であり、キチンを含む。
外骨格は伸長しないため成長に伴い脱皮することにより取り替える必要がある。
これにはキチン合成が必要である。また、脱皮はホルモンにより制御されている

幼若ホルモン
(JH)

エクジソン
Egg

エクジソンの周期的放出が脱皮を引き起こす

脱皮

脱皮

蛹化

変態

49

LarvalInstarsPupa

JH levels

エクジソンは胸部の前胸腺から放出される。

エクジソンの放出脱皮

JH は次の発達段階への変化を抑制する
JH は変態の過程では生産されないAdult

Details are accurate to the best of our knowledge but IRAC and its member companies cannot accept responsibility for how the information is used or interpreted. Protected by © Copyright成長・発生阻害剤の作用点

エクジソン受容体

NHRは脱皮（EcR）あるいは成体の形成（JHR）に必要な遺伝子の発現を変化させる

エクジソン

JH

EcR

JHR

NHR
エクジソン濃度の周期的上昇が脱皮を引き起こすEcR アゴニストはエクジソン受容体を直接的かつ継続的に活性化する。それによって生じる早熟変態・不完全脱皮により昆虫は死に至る。
50

幼若ホルモン受容体

mRNA
タンパク

JH は次の発達段階への変化を抑制する

JH 類縁体は幼若ホルモン受容体に作用し、変態を抑制し、昆虫を 「未成熟」の状態に保つDetails are accurate to the best of our knowledge but IRAC and its member companies cannot accept responsibility for how the information is used or interpreted. Protected by © Copyright

JH 類縁体Group 7: JH 類縁体
ヒドロプレン R1 = ethyl, R2 = H
メトプレン R1 = isopropyl, R2 – OCH3
R2

O

キノプレン

O

O

O
R1

O

H
N

O

O

O

N

O

フェノキシカルブ

R1 = propargyl, R2 = H

7A 幼若ホルモン類縁体

ピリプロキシフェン

7B フェノキシカルブ

7C ピリプロキシフェン

エクジソン受容体 アゴニスト
Group 18: エクジソン 受容体アゴニスト

O

O

N
H
O

N

N
H

O

N
O

O

O

クロマフェノジド

メトキシフェノジド
N
H

Cl

N
O

ハロフェノジド

O
N
H

N
O

テブフェノジド

18 ジアシル-ヒドラジン系

51

Details are accurate to the best of our knowledge but IRAC and its member companies cannot accept responsibility for how the information is used or interpreted. Protected by © Copyright成長・発生阻害剤の作用点

キチン合成酵素

•
ChS

UDP

•
UDP

•
•

52

キチンはN-アセチルグルコサミン (NAcGlc;) のポリマーである。
キチン合成酵素は活性化したNAcGlc (UDPNAcGlc; UDP) を基質としてキチン鎖を伸長す
る
新しく合成されたキチン鎖は膜の外に出て細胞外に沈着する。
キチン合成の阻害により外骨格の軟弱化、付属肢、生殖器の変形等が生じる

Details are accurate to the best of our knowledge but IRAC and its member companies cannot accept responsibility for how the information is used or interpreted. Protected by © Copyrightキチン合成阻害剤
Group 10: CHS1に作用するダニ類成長阻害剤

F

Cl
N

N

N

N
F

Cl
N

N

N

N

O

F

Diflovidazin

O

S
Cl

N
H
N

N

O
F

O

Cl

Clofentezine

Hexythiazox

Etoxazole

10B エトキサゾール

10A クロフェンテジン ジフロビダジン ヘキシチアゾクス

Group 15: CHS1に作用するキチン生合成阻害剤

F

O

F

N
H

O

F

N
H

N
H

F

Diflubenzuron

O

O

F
Cl
F

O
N
H
F

N
H

F

F

CF3

O

F
F

Cl
F

O

O

O

F

CF3

N
H

F

O

CF3

F

O

N
H

Cl

Lufenuron

O

O

N
H

Cl

F

Cl

Cl

O

Group 16:キチン生合成阻害剤
タイプ１
N
H

Cl

Teflubenzuron

F

N
H

N

N
O

Buprofezin

F

Flufenoxuron

N

S

F

Novaluron

16 ブプロフェジン
15 ベンゾイル尿素系

53(代表的な化合物のみ例示)

Details are accurate to the best of our knowledge but IRAC and its member companies cannot accept responsibility for how the information is used or interpreted. Protected by © Copyright成長・発生阻害剤の作用点

ACCaseAcetyl
CoA

CO2

CO2

MalonylCoA

AcetylCoA
COOH•

ACCase (アセチルCoA カルボキシラーゼ) は脂肪酸生合成の最初のステップであり律速段階となる反応
を触媒する

•

ACCase 阻害剤は 成長・発生に必要な脂質の生合成を妨げ、昆虫は正常に脱皮できず干からびて死ぬ。

Fatty acid54

Details are accurate to the best of our knowledge but IRAC and its member companies cannot accept responsibility for how the information is used or interpreted. Protected by © CopyrightアセチルCoA カルボキシラーゼの阻害剤

Group 23: アセチルCoAカルボキシラーゼ阻害剤

O

O

O

Cl

O

O

O

O

NH

スピロメシフェン
Cl

O

O

O

O

O
O

スピロテトラマト

スピロジクロフェン

23 テトロン酸およびテトラミン酸誘導体

55

Details are accurate to the best of our knowledge but IRAC and its member companies cannot accept responsibility for how the information is used or interpreted. Protected by © Copyright成長・発生阻害剤の作用点の一覧
エクジソン受容体

幼若ホルモン受容体

エクジソン

JH

EcR

NHR

mRNA

JHR

タンパク
JH は次の発達段階への変化を抑制する

エクジソンのパルスが脱皮を引き起こす
NHRは脱皮（EcR）あるいは成体の形成（JHR）に必要な遺伝子の発現を変化させる

キチン合成酵素
ChS

キチン生合成56

アセチルCoA
カルボキシラーゼ
脂肪酸生合成Details are accurate to the best of our knowledge but IRAC and its member companies cannot accept responsibility for how the information is used or interpreted. Protected by © Copyright

殺虫剤の作用機作
主要な分類
神経伝達・筋収縮阻害
成長阻害
呼吸阻害
中腸内膜破壊
不明あるいは非特異的
57

Details are accurate to the best of our knowledge but IRAC and its member companies cannot accept responsibility for how the information is used or interpreted. Protected by © Copyright呼吸とエネルギー貯蔵の仕組み
細胞は脂肪や糖類のような栄養素を酸化して二酸化酸素と水に変えることにより必要なエネルギーを得ている。細胞内において、幾つものステップを経て“栄養素”に酸素（水分子由来）
を渡し、水素を奪い、最終的に二酸化炭素に変換する

栄養素の水素がNAD（ビタミン Ｂ３の1形
態）に結合しＮＡＤＨが作られる。酸素を消費してＮＡＤＨからＮＡＤに再生される際に水が生じるとともに大きなエネルギーが発生する。

Mitochondrion
この過程のほとんどは細胞内のミトコン
ドリアにおいて行われる。ミトコンドリアの閉鎖膜系で、放出されるエネルギーが捕捉されＡＴＰ が生産される。ＡＴＰは多くの細胞活動のおけるエネルギー源となる。
58

Details are accurate to the best of our knowledge but IRAC and its member companies cannot accept responsibility for how the information is used or interpreted. Protected by © Copyrightエネルギーの貯蔵にはいくつものタンパク質複合体が関与する
H+
H+

H+

H+

H+

H+

H+

H+
H+

e-

ミトコンドリア内膜

ミトコンドリア外膜

H+

H+

H+

e-

e-

Complex I
Complex II

NADH
NAD

e-

e-

Complex IIIe-e-Complex IV
H2Oe-

主に複合体Ⅰ、複合体 Ⅲ 、複合体Ⅳに構成される電子伝達系に従い、複合体ⅠによりNADHが酸
化される。

H+
e-

ＡＴＰ合成酵素
(V)

O2

ADP
+Pi

e
NADH酸化に始まる電子の流れによりプロトン H を膜外に能動輸送され、複合体Ⅳにおいて酸素が消費され
る。

H+

ATP

-

+

ATP合成酵素（複合体Ⅴ）はプロトン濃度勾配を用いてATPを生産する。

コハク酸デヒドロゲナーゼ(複合体Ⅱ)は電子伝達系に電子を供給し、呼吸代謝の過程全体に関与する。
59

Details are accurate to the best of our knowledge but IRAC and its member companies cannot accept responsibility for how the information is used or interpreted. Protected by © Copyright殺虫剤による細胞呼吸の阻害：

H+
H+

H+

H+

H+

H+

H+

H+
H+

e-

ミトコンドリア内膜

ミトコンドリア外膜

H+

H+

H+

e-

e-

Complex I
Complex II

NADH

e-

NAD

e-

e-

Complex IIIe-e-Complex IV
H2O

H+
e-

O2

ATP合成酵素
(V)
ADP
+Pi

H+

ATP

電子伝達複合体Ⅰ-Ⅳ あるいはミトコンドリアATP合成酵素（複合体Ⅴ） のいずれかの阻害剤はATP生産を阻害し、エネルギー枯渇を招き、昆虫は麻痺する。

60

Details are accurate to the best of our knowledge but IRAC and its member companies cannot accept responsibility for how the information is used or interpreted. Protected by © Copyright複合体Ⅰ-Ⅴの阻害剤
Group 25: ミトコンドリア電子伝達系複合体Ⅱ阻害剤

Group 21: ミトコンドリア電子伝達系複合体Ⅰ阻害剤
O

HN

O

H
O

Cl

N

N

H

N

O

N

フェナザキン

S

N
N

ピリミジフェン

N

Cl

フェンピロキシメート

N

O

N

N
O

ロテノン

N

O

シエノピラフェン

H
N

21BロテノンO

トルフェンピラドCl

21A METI剤

O

O

N

Cl
O

ピリダベン

O

O

N

25A β-ケトニトリル
誘導体

O

F3C
F3C

O

ピフルブミドHN

25B カルボキサニリド系

O

テブフェンピラド
シフルメトフェンGroup 20: ミトコンドリア電子伝達系複合体Ⅲ阻害剤

Group 24: ミトコンドリア電子伝達系
複合体Ⅳ阻害剤

AlP
リン化アルミニウム

Zn3P2

ヒドラメチルノン

アセキノシル

20A ヒドラメチルノン

20B アセキノシル

フルアクリピリム

20C フルアクリピリム

ビフェナゼート

20D ビフェナゼート

リン化亜鉛

Ca3P2
リン化カルシウム

CNシアン化塩

PH3
24A
ホスフィン系

リン化水素

24B シアニド

Group 12: ミトコンドリアATP合成酵素阻害剤

ジアフェンチウロン

酸化フェンブタスズ

アゾシクロチン

12A ジアフェンチウロン
ヘキサチン

61

12B
有機スズ系殺ダニ剤

プロパルギット

テトラジホン

12C プロパルギット

12D テトラジホン

Details are accurate to the best of our knowledge but IRAC and its member companies cannot accept responsibility for how the information is used or interpreted. Protected by © Copyright殺虫剤による細胞呼吸の阻害:

H+
H+

e-

ミトコンドリア内膜

ミトコンドリア外膜

H+

e-

e-

Complex I
Complex II

NADH

H+

H+

e-

e-

H+

H+

e-

Complex IIIe-e-Complex IV
H2O

NAD

e-

O2

H+
H+
H+
H+

ATP
synthase (V)

H+
H+

ADP
+Pi

ATP

 ATP合成酵素が働かず細胞にATPが供給されない
 O2 消費が増大する
62

Details are accurate to the best of our knowledge but IRAC and its member companies cannot accept responsibility for how the information is used or interpreted. Protected by © Copyright脱共益剤（uncoupler、アンカプラー）

Group 13: プロトン勾配を攪乱する酸化的リン酸化脱共役剤

F

F F

F F

F

F

F F

F F

F F

F

F F F OS

H
N
O

スルフルラミド

クロルフェナピル

DNOC

13 ピロール ジニトロフェノール スルフルラミド

63

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殺虫剤の作用機作
主要な分類
神経伝達・筋収縮阻害
成長阻害
呼吸阻害
中腸内膜破壊
不明あるいは非特異的
64

Details are accurate to the best of our knowledge but IRAC and its member companies cannot accept responsibility for how the information is used or interpreted. Protected by © Copyright昆虫の中腸を作用点とする殺虫活性物質•
Bacillusthuringiensisの産生した毒素••

昆虫の中腸で消化されることにより「保護された状態（包埋体・結晶）」から解放される
それぞれ異なるメカニズムで中腸上皮細胞の崩壊させる
中腸が正常な機能を失い、最終的に昆虫は死亡する

バキュロウイルス

中腸細胞

後腸
前腸
中腸
65

Details are accurate to the best of our knowledge but IRAC and its member companies cannot accept responsibility for how the information is used or interpreted. Protected by © CopyrightBacillus thuringiensis のCry 毒素 の
中腸上皮細胞に対する作用
1. 結晶の溶解
2. タンパク切断によるプロ毒素の活性化
3. 活性化した毒素モノマーのカドヘリン様タンパク質との結合とhelixα-1領域の部分消化4. 4量体となりチャネル前駆構造を形成
5. 4量体はアミノペプチダーゼN あるいはアルカリフォスファターゼに結合
6. イオンチャンネルを形成して，そこから水やイオンが細胞内に流入

66

Details are accurate to the best of our knowledge but IRAC and its member companies cannot accept responsibility for how the information is used or interpreted. Protected by © Copyright微生物由来の昆虫中腸内膜破壊剤
Group 11: 微生物由来昆虫中腸内膜破壊剤
Bacillus thuringiensis 毒素を産生する遺伝子組み換え作物を含む（ただし、遺伝子組み換え作物の抵抗性管理のガイダンスは作用機構によるローテーションに基づくものではない）

Bacillus thuringiensis
and the insecticidal proteins produced
B.t. israelensis, B.t. aitzawai, B.t. kurstaki, B.t. tenebrionis
Bt crop proteins*
Cry1Ab, Cry1Ac, Cry1Fa, Cry1A.105, Cry2Ab, Vip3A,
mCry3A, Cry3Ab, Cry 3Bb, Cry34Ab1/Cry35Ab1

11A Bacillus thuringiensis

Bacillus sphaericus

11B Bacillus sphaericus

異なった目に属する害虫を対象とするBT製品は互いの抵抗性対策に影響することはなく同時に使用しても構わない。
害虫種によっては特定のBT剤のローテーションが抵抗性対策に有効な場合がある。製品情報を参照すること。
.
*対象害虫の中腸に複数の異なる受容体がある場合には、複数の異なるB.t.タンパク質を含有する組換え作物
は抵抗性対策に有益である。

67

Details are accurate to the best of our knowledge but IRAC and its member companies cannot accept responsibility for how the information is used or interpreted. Protected by © Copyrightバキュロウイルス の昆虫中腸上皮への作用
1. ウイルスの包埋体が中腸のアルカリ環境で分解
2. 包埋体から解放されたウイルスが囲食膜を通過し腸円筒細胞の微絨毛上の種特異的な受容体に結合
3. ウイルスエンベロープが細胞膜と融合して細胞内にヌクレオカプシドを放出
4. per os infection factors (PIF 0-8)と呼ばれるウイルス由来のタンパク質の働きでウイルスの侵入が起こる

From Boogaard et al., 2018 Insects 9, 84

68

Details are accurate to the best of our knowledge but IRAC and its member companies cannot accept responsibility for how the information is used or interpreted. Protected by © Copyright昆虫の中腸に作用するバキュロウイルス

31 バキュロウイルス

Cydia pomonella GV

Anticarsia
gemmatalis MNPV

Thaumatotibia
leucotreta GV

Helicoverpa
armigera NPV

顆粒病ウイルス(GVs)
核多角体病ウイルス(NPVs)

69

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殺虫剤の作用機作
主要な分類
神経伝達・筋収縮阻害
成長阻害
呼吸阻害
中腸内膜破壊
不明あるいは非特異的70

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Group 8:非特異的（マルチサイト）阻害剤

H3C Br

-

3Na

F

+

-

F

臭化メチル

F

N

F

O

氷晶石

8A ハロゲン化アルキル

Na2B4O7·10H2O

O
F

S

F

O

Cl3C NO2
クロルピクリン

SS-3 F
Al - F
+

-O

K Sb

O

O

O
O
- +
O O
Sb K
OO
O
3H2O
O

ホウ砂

吐酒石

8D ホウ砂8E 吐酒石

N

ダゾメット
H
N

S
SH

スルフリル

メタム

8C フッ化物

8F メチルイソチアシネート
関連物質

8B クロルピクリン

非特異的（マルチサイト）マルチサイト阻害剤は、他の殺虫剤または殺ダニ剤と異なり、特定の作用点に働くのではなく、様々な生理的機能を攪乱することで殺虫効果を示すと考えられている。

71

Details are accurate to the best of our knowledge but IRAC and its member companies cannot accept responsibility for how the information is used or interpreted. Protected by © Copyright作用機作が不明あるいは不明確な剤Group UN: 作用機作が不明な化合物
ブロモプロピレート

Br

ケルセン

Cl

Cl

OH

アザジラクチン

O

O

O

Cl

N

CF3

ピリダリル

O

S
N
H

S
S

ベンゾキシメート

O

Cl

Br

キノメチオナート

S

N
H

H
N

S

Mn
X

S
H
N

S
S

Zn

硫黄
石灰硫黄合剤

X

マンゼブ

Group UNB:
作用機作が不明な微生物
殺虫剤（有効成分を細菌とするもの、但しBｔは除く）

Group UNE:
植物性エッセンス（植物抽出物、化学合成物および未精製オイルを含む）

Group UNF:
作用機作が不明な微生物
殺虫剤（有効成分と糸状菌とするもの）

Burkholderia spp,
Wolbachia pipientis (Zap)

Chenopodium ambrosioides
near ambrosioides extract
Fatty acid monoesters withglycerol or propanediol
Neem oilBeauveria bassiana strains
Metarhizium anisopliae strain F52
Paecilomyces fumosoroseus
Apopka strain 97

Group UNM:
非特異的機械的攪乱剤

Diatomaceous earth

UN groupに分類される化合物は特定の作用点に働くと考えられているが、作用機作は未だ十分に解明されていない。G 8（非特異的、マルチサイト阻害剤）、Group 13（酸化的リン酸化脱共役剤）および各UN Group （UN,
UNB, UNE, UNF, UNM）の活性成分は同一の作用点に作用するのではないと考えられることから、特段の交差抵抗性の懸念が無ければ、それぞれ別系統としてローテーション防除に組み込みことが可能である。
72

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73

Details are accurate to the best of our knowledge but IRAC and its member companies cannot accept responsibility for how the information is used or interpreted. Protected by © CopyrightImportant links
https://www.irac-online.org/
Modes of
Action

Pests
74

Crops

Teams

Test Methods

News

Details are accurate to the best of our knowledge but IRAC and its member companies cannot accept responsibility for how the information is used or interpreted. Protected by © Copyrightこの資料はInsecticide Resistance Action Committeeが作成したIRAC_MoA_Tutorial_V1.0_12April19を翻訳したものである。
原著：https://www.irac-online.org/documents/tutorial-on-moa-mechanisms
翻訳：J IRAC 殺虫剤抵抗性対策委員会 日本支部
担当：
協力：

中倉 紀彦
伊地知 美奈子
大上 恵
大岡 将太
加藤 良晃
川島 光博
木村 雅行
島 克弥
常松 孝祐
平瀬 寒月
船田 剛玄
山本 敦司

バイエルクロップサイエンス株式会社
住友化学株式会社
コルテバアグリサイエンス株式会社
丸和バイオケミカル株式会社
BASFジャパン株式会社
アグロ カネショウ株式会社
日本農薬株式会社
エフエムシー・ケミカルズ株式会社
石原バイオサイエンス株式会社
三井化学アグロ株式会社
シンジェンタ ジャパン株式会社
日本曹達株式会社

宇都宮大学 園田昌司教授には校正・助言のご協力を頂きました。ここに感謝の意を表します。
（2019年9月30日）

75

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